Максим Едлин. Новый подход к измерению температуры и влажности внутри выпекаемого хлеба.
Многие из Вас просили меня более подробно рассказывать о моих исследованиях в области хлебопечения. По мере возможности я буду добавлять свои статьи об этих исследованиях. А сейчас хочу представить вам первую мою статью совместно с коллегами о своих недавних исследованиях. Оригинал этой статьи напечатан в журнале «ТОВАРОВЕД ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ТОВАРОВ» Том XVIII № 02 (199) / 2021 Журнал зарегистрирован Министерством Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций ПИ № 77-17899 от 08.04.2004.
НОВЫЙ ПОДХОД К ИЗМЕРЕНИЮ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ ВНУТРИ ВЫПЕКАЕМОГО ХЛЕБА
М.Ю. Едлин, специалист Научно-производственного центра физико-химических исследований процессов гомогенизации пищевых систем ФГБОУ ВО «МГУТУ им. К.Г. Разумовского» (ПКУ)
В.В. Лоозе, старший научный сотрудник ФГБУ «НИИПХ» Росрезерва
С.Л. Белецкий, канд. техн. наук, доцент, директор Научно-производственного центра физикохимических исследований процессов гомогенизации пищевых систем ФГБОУ ВО «МГУТУ им. К.Г. Разумовского» (ПКУ)
Статья представляет интерес для технологов в области хлебопечения, специалистов и ремесленных пекарей, производящих хлеб и хлебобулочные изделия. В данной статье затрагивается тема измерения температуры внутри теста в процессе выпекания хлеба, выделяются и описываются характерные особенности проведения эксперимента, а также полученных сравнительных характеристик, дается сравнение с другими способами измерения и приводится описание одного из экспериментов, отражается существенная значимость использования современных средств измерений и мониторинга температуры в процессе расстойки и выпекания хлеба для повышения качества выпускаемых хлебобулочных изделий. Ключевые слова: хлеб, выпечка, динамика температуры.
A NEW APPROACH TO MEASURING TEMPERATURE AND HUMIDITY INSIDE BAKED BREAD
M.Yu. Edlin, specialist of the Scientific and Production Center for Physicochemical Research of Homogenization Processes of Food Systems of the FSBEI HE MSUTM named after K.G. Razumovsky
V.V. Looze, senior researcher, FSBI SRIPS of the Federal Reserve
S.L. Beletskiy, PhD Candidate in Engineering, associate professor, director of the Scientific and Production Center for Physicochemical Research of Homogenization Processes of Food Systems of the FSBEI HE MSUTM named after K.G. Razumovsky
The article is of interest to technologists in the field of baking, specialists and artisan bakers who produce bread and bakery products. This article deals with the topic of measuring the temperature inside the dough in the process of baking bread, highlights and describes the characteristic features of the experiment, as well as the obtained comparative characteristics, provides a comparison with other measurement methods and a description of one of the experiments, reflects the significant importance of using modern means of measuring and monitoring temperature in the process of proofing and baking bread to improve the quality of manufactured bakery products. Keywords: bread, baked goods, temperature dynamics.
Хлеб является важнейшим продуктом питания для многих стран мира. Ежедневная норма потребления хлеба в разных странах составляет 150–500 г на душу населения. В России традиционно высокое потребление хлеба. В среднем на душу населения в настоящее время приходится более 500 г в день, из них около 30% составляет ржаной (черный) хлеб. С хлебом человек получает углеводы, белки, жиры, минеральные соли, витамины.
В состав хлеба входят белки (4,5–8,5%), углеводы (40–50%), минеральные вещества К, Р, Fe, Cа, витамины В1 , В2 и РР [1]. Ассортимент хлеба и хлебобулочных изделий насчитывает более 1000 наименований как общего назначения, так и специального диетического. Все они делятся на группы: по виду муки — на ржаной, пшеничный и из смеси ржаной и пшеничной муки; по способу выпечки — на формовой и подовый; по форме изделий — на батоны, булки, плетенки и др.; по рецептуре — на простой, улучшенный (с добавлением небольшого количества сахара или патоки, жира или пряностей) и сдобный (с повышенным содержанием жира и сахара); по назначению — на обыкновенный и диетический.
На сегодняшний день практически все крупные производства производят 3/4 ассортимента именно формового хлеба, и процесс выпечки является чрезвычайно важным заключительным этапом в процессе производства хлеба. Прогревание теста после расстойки — сложный теплофизический процесс, при котором происходит комплексное изменение температуры и влажности отдельных слоев теста. Для выпечки 1 кг хлеба в среднем требуется около 70–130 ккал, или 293•103, 544•103 Дж. Это тепло затрачивается на прогревание куска теста до температуры, обеспечивающей готовность хлеба, на испарение из него влаги и на перегрев полученного пара до температуры паровоздушной смеси в пекарной камере. Большая часть тепла (около 55–60%) расходуется на испарение влаги из тестовой заготовки [2–4].
В процессе выпечки тепло передается тесту-хлебу главным образом (на 80–85%) излучением от раскаленных теплопередающих поверхностей форм для выпекания и от нагретой паровоздушной среды, заполняющей камеру. Быстрота прогревания теста-хлеба во время выпечки зависит от многих факторов:
- температуры и влажности паровоздушной среды пекарной камеры;
- температуры и расположения теплоотдающих поверхностей;
- теплопроводности форм для выпечки;
- массы и формы тестовой заготовки, ее влажности и пористости;
- плотности посадки формового хлеба в пекарной камере.
Получается, чем выше температура в пекарной камере, тем скорее прогревается заготовка, однако эффективность прогрева за счет повышения температуры в пекарной камере возможна лишь в первой половине выпечки до образования корочки. При высокой влажности среды в пекарной камере увеличивается конденсация паров на поверхности теста и, следовательно, ускоряется его прогревание за счет большей доли теплоты конденсации. Тестовые заготовки формового хлеба с большей массой и высотой при прочих равных условиях прогреваются сравнительно медленно. Тесто с высокой влажностью и пористостью прогревается более интенсивно [1].
Учет всех этих факторов — непростая задача и требует индивидуального подхода к каждому виду изделий независимо от формы изделия, а также с учетом его состава. Поэтому настройка и отработка тепловых режимов выпечки формового хлеба с учетом всех имеющихся внешних измерительных систем дают не всегда точные результаты или большую погрешность и, как следствие, много времени уходит на отработку этого процесса и нерациональное использование сырья.
Для более точного измерения температуры и влажности внутри формового хлеба в процессе выпечки впервые в России были проведены несколько экспериментов по выпеканию хлеба со специальными автономными измерителями температуры и влажности, которые размещались внутри тестовых заготовок и записывали показатели температуры и влажности в режиме реального времени. Эксперименты проводились с формовым ржаным и пшеничным хлебом. Форма для обоих видов хлеба использовалась Л-7 по ГОСТ 17327-95.
Измерители устанавливались в центре тестовой заготовки, так как температура в центре мякиша повышается к концу выпечки до 94–97 °С, и именно эта температура является объективным показателем готовности хлеба. Данные температуры и влажности записывались во внутреннюю память измерителя с шагом в 15 секунд. В обоих случаях хлеб выпекался без специального пароувлажнения. Температурный режим для ржаного хлеба — 230 °С первые 10 минут, затем с плавным снижением до 180 °С и выпеканием 50 минут. Температурный режим для пшеничного хлеба — 240 °С первые 10 минут, затем с плавным снижением до 180 °С и выпеканием 50 минут. По полученным с измерителей данным были построены графики изменения температуры и влажности внутри выпекаемого хлеба (см. рис.).
ВЫВОДЫ
Из графиков видно, что этот принципиально новый комплексный подход к измерению температуры и влажности дает более объективную оценку изменения температуры и влажности внутри формового хлеба. Анализ таких данных позволяет точно определить время готовности хлеба и избавить его от лишнего воздействия высокой температуры. Также по этим данным можно наблюдать, как меняется влажность изделия в зависимости от температуры, и посчитать, какое количество влаги теряет хлеб после остывания, а также в разных условиях хранения.
Библиографический список
1. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства: Учебник. — 9-е изд., перераб. и доп. / Под общ. ред. Л.И. Пучковой. — СПб.: Профессия, 2005. — 416 с., ил.
2. Черных В.Я., Максимов А.С., Брязун В.А., Артамонов А.В. Информационно-измерительные системы контроля физико-химических характеристик при замесе пшеничного теста // Хлебопродукты. — 2018. — № 2. — С. 34–37.
3. Брязун В.А., Аднодворцев М.Ф. Интенсивность влагоотдачи при выпечке нарезных батонов // Кондитерское и хлебопекарное производство. — 2015. — № 5–6 (157). — С. 44–45.
4. Брязун В.А., Аднодворцев М.Ф. Подвод теплоты при выпечке нарезных батонов // Кондитерское и хлебопекарное производство. — 2015. — № 9 (160). — С. 34–36.
5. Герасимова Э.О., Лабутина Н.В. Исследование влияния температуры пекарной камеры на процесс прогрева при выпечке ржано-пшеничного хлеба из замороженных полуфабрикатов высокой степени готовности / В сб.: Балтийский морской форум. Материалы VII Международного Балтийского морского форума. В 6 т. — 2019. — С. 24–28.